第6章土的孔隙水压力 6.1概述 研究土坡中的孔隙水压力,首先要弄清在哪些情况下可以通过稳定渗流场的分析来计算 孔隙水压力,哪些情况下不能简单地通过画流网的办法确定孔隙水压力。在5章中已经提到, 土体内的孔隙水压力通常是在下面两种情况下产生的 (1)孔隙水压力是由水的自重形成的渗流场产生的。这一类问题的一个基本特点是土体 的骨架保持不变,因此可以通过稳定或不稳定渗流场的分析计算较好地得到解决。 (2)孔隙水压力是由作用在土体单元上的总应力发生变化导致的。这一种情况仅发生在 压缩性较大、渗透系数较小的土体中。例如,饱和土地基快速开挖或快速填筑,或者均质土 坝库水位骤降的情况。此时土骨架的体积和有效应力都存在着一个从起始状态到新状态过渡 的过程。而粘性土的渗透系数很小,将水挤出,使土的骨架过渡到新的孔隙比,无法在短期 内实现。这样,就可能出现一个随时间消散的附加的孔隙水压力场。这种孔隙水压力,恰是 导致许多工程失事的直接原因。要解决这一类孔隙水压力的问题,则需要引入一些经验或理 论分析方法。此时,一个简单的、偏保守的方法是假定没有任何水排出,在不排水条件下研 究土的孔隙水压力和强度问题。 在上述两种情况下确定孔隙水压的方法构成了在本章详细讨论的主要内容 6.2粘性土的孔隙水压力系数 当作用在饱和粘性土体上的总应力产生增量△G1和△G3时,孔隙水压力的变化可以通过 下式确定( Skempton,1954) △=Bo3+A(△1-△o (61) 这里,假设土体处于三轴状态,即σ2=03。同时,对于饱和土体,B=1。平均有效应 力p'和偏差应力q(或称八面体法向应力和剪应力)为 q=1=0 (63) 如53.1节所述,P的增量Ap'为 y=4y-△M=-(01-40)第6章 土 的 孔 隙 水 压 力 6. 1 概述 研究土坡中的孔隙水压力 首先要弄清在哪些情况下可以通过稳定渗流场的分析来计算 孔隙水压力 哪些情况下不能简单地通过画流网的办法确定孔隙水压力 在 5 章中已经提到 土体内的孔隙水压力通常是在下面两种情况下产生的 (1) 孔隙水压力是由水的自重形成的渗流场产生的 这一类问题的一个基本特点是土体 的骨架保持不变 因此可以通过稳定或不稳定渗流场的分析计算较好地得到解决 (2) 孔隙水压力是由作用在土体单元上的总应力发生变化导致的 这一种情况仅发生在 压缩性较大 渗透系数较小的土体中 例如 饱和土地基快速开挖或快速填筑 或者均质土 坝库水位骤降的情况 此时土骨架的体积和有效应力都存在着一个从起始状态到新状态过渡 的过程 而粘性土的渗透系数很小 将水挤出 使土的骨架过渡到新的孔隙比 无法在短期 内实现 这样 就可能出现一个随时间消散的附加的孔隙水压力场 这种孔隙水压力 恰是 导致许多工程失事的直接原因 要解决这一类孔隙水压力的问题 则需要引入一些经验或理 论分析方法 此时 一个简单的 偏保守的方法是假定没有任何水排出 在不排水条件下研 究土的孔隙水压力和强度问题 在上述两种情况下确定孔隙水压的方法构成了在本章详细讨论的主要内容 6. 2 粘性土的孔隙水压力系数 当作用在饱和粘性土体上的总应力产生增量∆σ1 和∆σ3 时 孔隙水压力的变化可以通过 下式确定(Skempton, 1954) [ ( (6.1) ∆u = B ∆σ 3 + A ∆σ1 − σ 3 ∆ )] 这里 假设土体处于三轴状态 即σ = 2 σ 3 同时 对于饱和土体 B=1 平均有效应 力 p′和偏差应力 q (或称八面体法向应力和剪应力)为 ( 1 3 2 3 1 p′ = σ ′ + σ ′ ) (6.2) (6.3) q = σ − 1 σ 3 如 5.3.1 节所述 p′的增量∆p′ 为 ( 1 3 ) 3 1 ∆p′ = ∆p − ∆u = ( − A ∆σ ∆− σ ) (6.4)